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汽车发动机故障诊断与容错技术的研究

作　者: 于晓燕
导　师: 凌滨
学　校: 东北林业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 汽车发动机故障诊断与容错控制联邦卡尔曼滤波算法人工神经网络
分类号: U472
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着汽车工业的日益蓬勃发展,汽车整体结构特别是技术性能都在不断的改进提升。如何以科学有效的检测方法来代替落后的发动机诊断技术,保证汽车安全、可靠的运行成为了当前技术领域研究的热点问题。在汽车发动机故障诊断系统中,传感器地位的重要性不言而喻,研究其数据的采集及故障诊断与容错技术对提高汽车发动机控制系统的综合性能具有重要的意义。综上所述,本文对汽车发动机故障诊断与容错控制技术进行了综合研究。本文首先阐述了汽车发动机多传感器系统及其故障诊断与容错控制的结构,并选择其中的进气歧管压力传感器进行特性分析和工作原理介绍；然后在故障诊断技术和容错控制技术的综合研究基础上,论文开展了对联邦卡尔曼滤波算法和人工神经网络算法的深入研究,根据这两种算法的优越性及其理论联系实际的可行性,将它们应用到汽车发动机进气压力传感器的故障诊断设计中；同时对容错控制系统的结构进行总体框架设计,最后进行仿真实验。本研究的仿真实验选用大多数车型所普遍使用的压阻式进气歧管压力传感器为研究对象,经过精密的参数设计和精准的算法控制,最终达到信号还原重构及修正处理的目的,实现良好的预期目标,进而使发动机可以在更加高效可靠的状态下运行,保证发动机系统整体的稳定性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题研究的意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及发展历程  9-10
  1.3 课题研究的主要内容  10-12
2 汽车发动机多传感器系统及其故障诊断与容错的设计  12-18
  2.1 汽车发动机多传感器系统的组成  12-16
    2.1.1 汽车发动机压力传感器  13
    2.1.2 汽车发动机进气歧管压力传感器  13-15
    2.1.3 压阻式传感器工作原理  15-16
  2.2 汽车发动机多传感器故障诊断与容错控制系统的结构设计  16
  2.3 本章小结  16-18
3 汽车发动机故障诊断与容错技术的综合研究  18-24
  3.1 故障诊断方法的综合研究  18-20
  3.2 容错控制技术的研究内容  20-21
  3.3 多传感器信息融合的综合研究  21-23
    3.3.1 多传感器信息融合的含义  21
    3.3.2 多传感器信息融合的原理  21-22
    3.3.3 多传感器信息融合的方法  22
    3.3.4 多传感器信息融合的优势  22-23
  3.4 本章小结  23-24
4 基于联邦卡尔曼滤波器的发动机故障诊断与容错设计  24-33
  4.1 卡尔曼滤波器工作原理及其算法研究  24-25
  4.2 联邦卡尔曼滤波器的研究设计  25-27
    4.2.1 联邦卡尔曼滤波器算法设计  26-27
    4.2.2 联邦卡尔曼滤波器结构设计  27
  4.3 联邦卡尔曼滤波器在发动机故障诊断与容错控制中的应用  27-32
    4.3.1 基于联邦卡尔曼滤波器的信息融合的数学建模  28
    4.3.2 汽车发动机故障诊断结构设计  28-29
    4.3.3 汽车发动机容错控制结构设计  29-30
    4.3.4 实验仿真  30-32
  4.4 本章小结  32-33
5 基于人工神经网络的发动机故障诊断的设计  33-40
  5.1 人工神经网络的综合研究  33-34
    5.1.1 人工神经网络的简述  33-34
    5.1.2 人工神经网络的应用  34
  5.2 人工神经网络的训练流程  34-37
    5.2.1 BP神经网络的结构  35
    5.2.2 BP神经网络的算法  35-37
  5.3 基于人工神经网络的故障诊断仿真研究  37-39
    5.3.1 结构设计  37-38
    5.3.2 仿真结果  38-39
  5.4 本章小结  39-40
结论  40-41
参考文献  41-44
攻读学位期间发表的学术论文  44-45
致谢  45-46

汽车发动机故障诊断与容错技术的研究

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